基于中红外波段的等离子体金属孔天线(英文)

研究了周期性金属孔阵列的光学和远场辐射特性,实验发现所有样品在中红外波段都有两个透射峰,当金属孔径或者孔阵的晶格常数变大时,透过峰的中心频率发生红移.在透过率的中心频率附近,周期性的金属孔阵列表现出偶极子阵列的特性,其远场辐射特性随着孔径的减小或者孔阵列晶格常数的增大而增强.     

晶格常数对光子晶体量子阱透射谱的影响

为设计高品质光学滤波器、光开关等量子光学器件,用传输矩阵法理论研究晶格常数对一维光量子阱（AB）5（CD）2（BA）5透射谱的影响,结果发现:当A、B介质层的晶格常数偶数倍增加时,禁带中心频率处的窄透射峰变成宽透射带,透射带两侧对称分布着2条透射率为100%的窄透射峰;当A介质层的晶格常数奇数倍增加时,禁带中心频率处出现透射率为100%单条窄透射峰;当B介质层的晶格常数奇数倍增加,或D介质层的晶格常数按整数倍增加时,禁带中心频率处恒定出现3条透射率为100%的窄透射峰,且三者之间距离随着B、D介质层晶格常数的增大而逐步向禁带中心靠拢;当D介质层晶格常数按整数增加时,不仅禁带中心频率处恒定出现3条透射率为100%的窄带透射峰,同时两侧对称出现与晶格常数倍数密切相关的双透射峰结构,且双透射峰的透射率随晶格常数倍数增大而增高。这些特性可实现可调通道光滤波和光开关功能,并为实验制备工作提供理论指导。     

复合型金属孔周期阵列的THz透射特性

利用微细加工技术, 制作出金属矩形孔阵列, 从实验和理论上研究了金属矩形孔阵在THz波段的透射极大值和极小值产生的规律.并利用透射极大值频率随矩形孔长度增大而向低频移动的特性, 在同一层金属上, 利用不同尺寸的金属孔结构形成复合金属孔阵列, 设计出中心频率可调节、频率拓宽的频率选择器件和频率拓宽器件.此研究为太赫兹滤波器等无源器件提供了新的设计思路和加工方法, 对太赫兹波技术的发展具有重要意义.     

复合型金属孔周期阵列的THz透射特性

利用微细加工技术,制作出金属矩形孔阵列,从实验和理论上研究了金属矩形孔阵在THz波段的透射极大值和极小值产生的规律.并利用透射极大值频率随矩形孔长度增大而向低频移动的特性,在同一层金属上,利用不同尺寸的金属孔结构形成复合金属孔阵列,设计出中心频率可调节、频率拓宽的频率选择器件和频率拓宽器件.此研究为太赫兹滤波器等无源器件提供了新的设计思路和加工方法,对太赫兹波技术的发展具有重要意义.     

基于FDTD亚波长金属孔径滤波器仿真分析

通过建立三维金属孔径模型,采用三维时域有限差分法(FDTD),对300～900 nm波段内不同特征参数下的亚波长周期性金属孔径膜的透过率情况进行了仿真分析;运用FDTD solution软件得到了金属膜孔径、周期、厚度及孔径填充介质等参数影响下亚波长周期性金属孔径膜的波长与透过率对应曲线.结果表明,亚波长周期性金属孔径的透射系数随着孔径的增大而增大;随着孔径阵列周期的变大而减小;在金属前、后介质匹配时透射最强,这为制作光学滤波器奠定了基础.     

非制冷色散式成像光谱仪辐射传递模型

根据接收信号信噪比,研究了基于非制冷微测辐射热计阵列构造色散式成像光谱仪的可行性.综合考虑目标红外辐射特性、大气传输透过率、仪器接收孔径、色散式光谱仪辐射传递特性、红外阵列探测器参数、数据链传输等环节,建立了完善的色散式长波红外成像光谱仪辐射能量传递模型.选用典型地物红外发射率数据,非制冷微测辐射热计红外焦平面阵列参数,利用低分辨率大气辐射传输计算软件LOWTRAN生成大气红外透过率曲线,依据传递模型,计算了以非制冷微测辐射热计阵列为探测器的色散式长波红外成像光谱仪可达到的光谱分辨率,验证了依据非制冷红外探测器构建小型红外成像光谱遥感器的潜力.     

基于金属亚波长光学结构窄带滤色片的研究进展(续)

<正>3金属孔或颗粒阵列的窄带滤色片基于金属阵列结构的窄带滤色片最为常见,除了前述金属-介质-金属腔阵列结构以外,基于金属孔阵列、金属颗粒阵列以及金属孔与颗粒的复合阵列均可实现窄带滤色性能,尤其是有关金属孔阵列滤色片的报道最为广泛。3.1金属孔阵列的窄带滤色片金属孔阵列(图10 (a))在特定波长下的超常透射行为最早由T.W.Ebbesen等人[60]于1998     

双层介质周期漏波天线的辐射特性分析

利用互易性和谱域矩量法研究了具有双层介质衬底的平面二维周期性漏波天线的远区辐射场特性。首先根据互易原理,给出了周期漏波天线辐射远场的计算公式;然后采用整域基函数谱域矩量法计算贴片阵列的散射场,利用反射系数考虑了接地介质板的贡献;最后通过实际算例验证该方法的正确性,并分析介质衬底的介电常数、厚度及频率等参数对远区辐射场特性的影响,给出数值结果。     

基于大规模可重构智能表面的近远场混合信道模型

近来,可重构智能表面(RIS)作为一种全新的革命性技术引起了学术界和工业界的广泛关注。随着通信频率的提高以及RIS孔径的增大,RIS辅助无线通信的工作条件逐渐靠近天线的近场辐射模式,而非仅仅存在传统意义中的远场辐射。单独考虑远场或者近场的信道模型均无法准确刻画RIS辅助无线通信的传输特性,造成性能损失。针对此问题,该文梳理了大规模RIS辅助通信近场和远场信道模型,通过引入权重因子,构建了大规模RIS辅助无线通信场景下近远场混合信道模型。在此基础上,推导了近远场混合信道模型下系统的增益与损耗,并进行鲁棒性分析,仿真结果表明该混合模型带来的系统增益与模型鲁棒性均显著提升。     

基于亚波长金属孔阵列的光控太赫兹强度调制器

太赫兹波强度调制器对太赫兹技术的发展至关重要。亚波长金属孔阵列可以激发表面等离子激元,增加入射电磁波的透射效率,极大地提高调制器的调制深度。提出了一种基于表面等离子激元的光控太赫兹波强度调制器。首先给出了器件所依赖的基本原理;其次利用传统的微纳加工技术在半绝缘砷化镓衬底上制作出二维亚波长金属孔阵列;最后搭建了太赫兹时域光谱系统,测试了器件样品对太赫兹波的透过率。结果表明:亚波长金属孔阵列可以引起透射率的异常增强,且透射率随着泵浦光强的增大而减小,在特定频率点实现了较高的调制深度。此研究为实现高调制深度的太赫兹波强度调制器提供了参考。     

Optical transmission through silver film with compound periodic array of annular apertures

Recently, some kinds of structures have been found to show the property of extraordinary optical transmission (EOT). In this paper, we present a novel composite structure based on array of annular apertures (AAA) with compound lattice. The lattice includes two kinds of annular apertures with the same outer radius and different inner radii. The transmission spectrum of this compound periodic AAA can be achieved by adding up the spectra of two corresponding simple periodic AAAs, and the transmission shows EOT property. The transmission peaks of this kind of structure can be adjusted to desire wavelengths by changing the inner radius of aperture or the index of the dielectric material in the aperture. This structure can be used as a filter with dual pass bands when the difference between inner radii or indices of dielectric inside is large enough for two kinds of apertures.     

Investigation of characteristics of planar leaky-wave antenna arrays designed for broadside radiation

The results of computer simulation and experimental investigations of new planar leaky-wave antenna arrays designed for microwave and EHF bands and for the mode of radiation normal to the aperture plane have been presented. These arrays comprise single-layer shielded dielectric waveguides and metal-strip periodic diffraction gratings. The specified antennas ensure the radiation efficiency of no less than 50% and the gain of about 28–30 dB within the 3–4% frequency band.     

利用亚趋附深度Ag膜在双层金属孔径阵列中实现一个显着的透射增强

本文采用理论和实验研究了利用亚趋附深度Ag膜在(Ag@Au)双层金属孔径阵列中实现的一个显着的透射增强现象,这是由于通过倏逝波使银/金界面中的表面等离激元（SPP）耦合作用的结果。结果表明,增强透射率是高度依赖Ag膜的厚度。当Ag膜厚度的增加,透射率峰值先增大,然后减小。此外,其他金属材料的性能也进行了讨论。当Ag膜的厚度为4 nm时,得到一个最高的透射率峰值。时域有限差分法（FDTD）模拟与实验结果吻合良好。这一发现提供了一种有效的方式来控制双层金属孔阵列的增强透射特性,在设计一个高性能的等离子体热发射器方面具有潜在的应用价值。     

周期孔状金属薄膜传感器的研究

采用镂空模板法制备了大面积周期孔状金属薄膜,实验揭示了金属小孔阵列在中红外波段的异常透过率增强现象。通过对周期孔状金属薄膜处于不同周围介质下得到的透射谱的研究发现,透射峰随着周围介质折射率的增大会有很明显的红移。比较周期孔状金属薄膜传感器非对称结构和对称结构的灵敏度发现,其对称结构下的灵敏度要高于非对称结构下的灵敏度。通过改变金属薄膜的一些参数,得到金属薄膜厚度和基底折射率为100 nm和1.3时灵敏度最大,分别为12 383 nm/RIU(refractive index unit)和12 667 nm/RIU;灵敏度随周期性孔径的增大而增大;孔的形状与圆的差别越大,灵敏度越高;灵敏度随孔中介质折射率的减小而增大。     

太赫兹波在二维正三角晶格金属光子晶体中的传输特性

运用频域有限元法研究了一种二维正三角晶格金属光子晶体在太赫兹波段的传输特性。该模型选取空气为背景材料,金属铜为介质柱。通过改变太赫兹波的入射方向、晶格常数和介质柱填充率,对TM模和TE模的传输特性进行了系统完整的分析,获得了太赫兹波在正三角晶格金属光子晶体中的传输规律。结果表明,传输特性随着介质柱填充率、晶格常数及太赫兹波入射方向的变化而变化,且TE模和TM模带隙差异很大,这为太赫兹波段的光子晶体滤波器、反射器和极化器的开发与制作提供了参考依据。     

?-ray irradiation effect on transmission loss for ZrF4-based optical fibres

The ?-ray irradiation effect on the transmission loss of ZrF4-BAF2-GdF3-AlF3 and ZrF4-BaF2-GdF3-AlF3-PbF2 optical fibres is investigated. Absorption bands are induced in the ultraviolet to near infrared region, and their tails increase the transmission losses in the mid-infrared region. Induced transmission losses for a dose of 106 R are 1000?2300 dB/km in the 2?4 ?m band. These values are comparable to those at 1.5 ?m for doped silica fibres.     

受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布

为了研究受限拉盖尔-高斯光束湍流传输时轴上光强分布,采用扩展惠更斯-菲涅耳原理方法进行了理论分析,得到了受发射圆孔限制的拉盖尔-高斯光束在大气湍流中传输时轴上光强的表达式。并运用MAPLE模拟,取得了不同湍流强度、波长和发射圆孔孔径下轴上光强的分布理论数据。结果表明,拉盖尔-高斯光束在不同阶数、湍流强度、波长和发射圆孔孔径下,真空和湍流较弱时,轴上光强在近场发生明显振荡,达到最大值后,强度明显开始降低,湍流较强时,传输很近距离强度就迅速衰减,并与其在真空中的传输特性进行了比较。这一结果对研究拉盖尔一高斯光束是有帮助的。     

阵列光束的偏振方向对其相干合成远场光强分布的影响

理论推导了线偏振光纤激光器阵列相干合成远场光强分布的表达式,详细研究了激光器的偏振方向对相干合成远场图样分布、中心主瓣的角宽度以及相干合成远场条纹可见度的影响.阵列光束偏振方向的不一致会使相干合成远场光强的峰值功率下降,中心主瓣的宽度增加,远场光强分布有本底漂移,远场条纹可见度下降.     

双通道角跟踪设备的近场相位校准研究

随着天线口径的加大和工作频段的提高,远场条件越来越难以满足,对采用连续波信号体制的多模馈源、双通道单脉冲跟踪设备的角度标校提出了新的问题。通过研究自跟踪天线和差口对源天线辐射场的近场响应,定量计算出了源天线来波在天线和差口激励起的电压响应的相对相位随距离的变化曲线,给出了天线不同工作频段的双通道单脉冲跟踪设备相位校准修正曲线。经实际工程验证,采用该方法修正是正确的。